改善光学近端校正技术的方法及系统与流程

1.本发明实施例涉及改善光学近端校正技术的方法及系统。


背景技术：

2.在先进半导体技术中，持续减小的装置尺寸及日益复杂的电路布置使集成电路(ic)的设计及制作更具挑战性且成本更高。在电路交付进行批量生产之前，必须确认电路设计满足设计规范及制造准则以提高制造合格率。为了尽可能早地检测设计错误或缺陷，电路设计者会采用业界广泛使用的计算机辅助电路设计工具，用以辅助设计者识别潜在的设计缺陷。然而，随着电路复杂性及装置密度不断增加，电路设计及验证中涉及的软件过程所消耗的时间及运算资源越来越庞大。因此，有需要改善电路设计流程以减少设计时间，并同时维持电路设计的质量。


技术实现要素：

3.本文的实施例公开一种改善布局的方法，其包括：接收设计布局；确定第一光学模型及光致抗蚀剂模型的光致抗蚀剂校正项目的第一子集合；根据所述第一光学模型及所述光致抗蚀剂模型的所述第一子集合进行模型式光学近端校正(mopc)并更新所述设计布局得到第一更新设计布局；确定第二光学模型及所述光致抗蚀剂模型的所述光致抗蚀剂校正项目的第二子集合；根据所述第二光学模型及所述光致抗蚀剂模型的所述第二子集合进行mopc并更新所述第一设计布局得到第二更新设计布局；及根据所述第二更新布局制造光掩模。
4.本文的实施例公开一种改善布局的方法，其包括：接收设计布局；确定光致抗蚀剂校正项目的初始子集合作为新子集合；根据所述新子集合确定光致抗蚀剂模型；确定光学模型；根据光学模型以及所述光致抗蚀剂模型进行模型式光学近端校正(mopc)并将所述设计布局更新为第二更新布局；判断所述第二设计布局是否符合设计规范；及因应于所述第二设计布局不符合设计规范，进行以下步骤：经由维持原本光致抗蚀剂校正项目或纳入更多光致抗蚀剂校正项目而更新所述新子集合；及根据所述更新子集合对所述第二设计布局进行mopc并更新所述第二设计布局得到第三设计布局。
5.本文的实施例公开一种设计布局系统，其包括一或多个处理器及存有指令的一或多个程序，所述指令在由所述一或多个处理器执行时使所述系统执行以下步骤：接收设计布局；确定第一光学模型及光致抗蚀剂模型的光致抗蚀剂校正项目的第一子集合；根据所述第一光学模型及所述光致抗蚀剂模型的所述第一子集合进行模型式光学近端校正(mopc)并更新所述设计布局得到第一更新设计布局；确定第二光学模型及所述光致抗蚀剂模型的所述光致抗蚀剂校正项目的第二子集合；根据所述第二光学模型及所述光致抗蚀剂模型的所述第二子集合进行mopc并更新所述第一设计布局得到第二更新设计布局；及根据所述第二更新布局制造光掩模。
6.本发明实施例的各种目的、特征、方面与优势将可从本发明较佳实施例的具体实
施方式、连同附图而变得更明白，在附图中的相同编号代表类似组件。
附图说明
7.从下列具体实施方式、连同附图将更了解本发明实施例的方面。应注意，根据业界的标准实践，各种特征件并未按实际比例绘制。事实上，为了清楚说明，各种特征件的尺寸可任意放大或缩小。
8.图1是根据一些实施例的集成电路(ic)制造系统的示意图。
9.图2是根据一些实施例的光掩模布局制备次系统示意图。
10.图3a到3c是根据本发明实施例的设计布局示意图。
11.图4是根据本发明实施例的模型式光学近端校正模块示意图。
12.图5a及5b是根据一些实施例的光学模型示意图。
13.图6是根据一些实施例的光致抗蚀剂模型训练的方法流程图。
14.图7是根据一些实施例的光学近端校正方法的迭代复杂度示意图。
15.图8是根据一些实施例的光学近端校正的方法流程图。
16.图9是根据一些实施例的光学近端校正的方法流程图。
17.图10是根据一些实施例的实施光学近端校正方法的系统示意图。
具体实施方式
18.下述揭露提供用于实施所提供主题的不同特征的许多不同的实施例或示例。为简化本发明实施例，下面说明组件及布置的特定示例。当然，这些仅为示例且并未受限。举例来说，在下列说明中，形成第一特征件于第二特征件上或上方可包括第一及第二特征件以直接接触方式形成的实施例，且还包括可以在第一及第二特征之间形成附加特征件，使得第一及第二特征件可以未直接接触的实施例。此外，本发明实施例可能在各个示例中重复参考编号及/或字母。这是为了简化及清晰的目的而重复，其本身并不代表所述各种实施例及/或布置之间的关系。
19.此外，本说明书使用的空间相对用语，例如“下方”、“在下方”、“低于”、“在上方”、“上方”等是为易于描述说明如图式所述一元件或特征件对另一元件或特征件的关系。空间相对用语旨在涵盖装置在除图式所描述方向以外、在使用或操作中的不同方向。所述装置可以以其它方向(旋转90度或其它角度方向)，而且在本说明书中使用的空间相对用语可因此同样被解释。
20.尽管阐述本发明实施例的广泛范围的数值范围及参数是近似值，但是在具体实例中阐述的数值是尽可能精确提出。然而，任何数值本质上包含通常必然从各个测试测量中发现偏差导致的某些误差。同时，如本说明书的使用，用语“约”、“大致”及“大致上”一般是表示在特定数值或范围的10％、5％、1％或0.5％内。或者，在为所属领域的一般技术人员所考虑时，用语“约”、“大致”及“大致上”是指在平均值的可接受标准误差内。除了在操作/工作示例中，或者除非另有明确说明，否则本说明书所揭露的所有数值范围、数量、数值及百分比(例如材料数量、持续时间、温度、操作条件、数量比例等)在任何情况下都应理解为由用语“约”、“大致”或“大致上”所修饰。因此，除非有相反的教示，否则本发明实施例及所附权利要求书中阐述的数值参数是可依需要而变化的近似值。最起码，每个数值参数至少应
根据所提出的有效数字的数量并且通过应用普通的四舍五入技术来解释。范围在本说明书中可以表示为从一端点到另一端点或在两端点之间。除非另有说明，否则本说明书揭露的所有范围均包括端点。
21.本文中所出现“布局”、“设计布局”及“光掩模布局”相关用词指的是集成电路(ic)在对应于ic的构件的几何图案内容，例如组成ic组件的金属层、介电层或半导体层。在一些例子中，“布局”、“设计布局”及“光掩模布局”等用词还包含可转换成几何图案的机器可读码或文字串的相关数据文件。此外，设计布局的文件还可包含附加信息(例如从几何图案转化的ic相关参数)用以改善ic设计及工艺。
22.本文中所出现“光学光刻”及“光刻”相关用词指的是将光掩模上与电路相关的几何图案转印到衬底上一层的工艺。光掩模上所包含的几何图案则可由光掩模的设计布局图案所定义。光学光刻或光刻工艺通常使用特定波长的光为光源，在经由光学系统调整并传送后照射到光掩模上，其中光掩模可以是穿透式或反射式，视入射光源性质而有不同。在一些情况中，由于光源(加上所经过的光学系统)与衬底(或其上的光致抗蚀剂)的交互反应，使得转印到衬底上的几何图案与光掩模布局上的理想图案出现误差，因而减低所制造的半导体装置的性能。因此，通常需要针对光掩模布局进行光刻改善工程而对光掩模上的几何图案进行修改，以确保最终转印到衬底上的几何图案能与原本光掩模的设计布局图案之间的误差值符合设计规范。
23.此外，针对使用极紫外光(euv)为光源进行曝光的光刻技术(euv lithography,euvl)，其光刻改善工程可能更加复杂，因为euvl所导致的各种光学效应(例如衍射及干涉)对光刻性能的影响比其它更长波长的光源更加明显。在考量euvl光刻技术的改善时，同时还须控制成本及时间在可接受范围内。
24.本文提出一种简化现有光刻技术的改善工程。现有光刻技术的改善包含光学近端校正(optical proximity correction,opc)技术，通过对光掩模布局图案进行反复校正，而使得更新的光掩模布局图案所转印在衬底上的图案能逐渐逼近原始的理想图案。目前在进行opc的迭代过程中，每回合所采用的光学模型及光致抗蚀剂模型的参数复杂度固定为最高等级，以满足布局图案中复杂度最高的多边形的校正需求。本文所提出的改善方式，是将不同迭代回合的opc针对光学模型或光致抗蚀剂模型采用不同复杂度的参数组合。例如，在初期几回的opc，可采用复杂度较低的光学模型或光致抗蚀剂模型，以达到初步的校正。而在最终几回的opc，则可回复到最完整的光学模型或光致抗蚀剂模型进行校正。上述在不同回合采用不同模型复杂度的opc改善方式，一方面可利用在初期几回的opc中较简单的模型对较简单的布局图案进行校正，其运算成本较低而且校正结果并未降低太多；另一方面可利用在最终几回的opc中以较复杂的模型对较复杂的布局图案进行校正，最终不至于牺牲复杂图案的校正准确度。上述的方法可以降低整体的运算成本，而布局图案的改善结果仍然可以达到所预期的目标，因此可加速整体设计及制造的效率。
25.图1是展示根据一些实施例的ic制造系统100的示意图。ic制造系统100经配置以通过多个单位制造ic装置160，例如设计公司120、光掩模厂130及ic制造商(晶圆厂或代工厂)150。ic制造系统100中的不同单位可通过通信管道(例如，有线或无线管道)连接，且通过网络(例如内部网络或互联网)彼此交互。在一实施例中，设计公司120、光掩模厂130及ic制造商150可以隶属同一个单位，或各自独立运作。
26.设计公司(或设计团队)120负责在ic设计阶段中，产生设计布局122，用以制造ic装置160。设计布局122包含各种几何图案，其可执行ic装置的预定性能并且符合制造限制。设计布局122中的几何图案表示所制造的ic装置160中各种ic组件的电路构件，例如金属层、介电质层或半导体层，用以构成例如有源区、栅极电极、源极及漏极，以及层间互连件中的金属线、通路或绝缘层。在一实施例中，设计公司120进行电路设计过程以产生设计布局122。电路设计过程可包含但不限于：逻辑设计、物理电路设计、布局前模拟、摆置绕线、时序分析、参数提取、设计规则检查及布局后模拟。设计布局122可经由以文字表示的文件转换成可视化的图形以充分显示所欲表示的物理布局，例如所描绘图案的尺寸、形状及位置。在一实施例中，设计布局122可以gdsii、dfii或oasis文件格式表示。
27.光掩模厂130从设计公司120接收设计布局122，并且根据设计布局122制造一或多个光掩模。在一实施例中，光掩模厂130包含光掩模布局制备次系统132、光掩模制作次系统144及光掩模检验次系统146。光掩模布局制备次系统132用以修改设计布局122，使得更新的设计布局134可便于光掩模写入器根据需求转写设计布局122。当光掩模制作完成时，所述光掩模可用来将所述光掩模中的图案重复地转印到半导体晶片中的不同单元中，且在每次曝光工艺中，光掩模将图案化的光源投射到预定大小的曝光区域进行图案转印。另外，半导体晶片的不同单元之间可以存在切割道区域，测试结构可形成于切割道区域的空间中。
28.光掩模制作次系统144经配置以根据设计布局134对光掩模衬底加工来形成光掩模。在光学光刻工艺中，光刻光源投射到设计布局134的图案后将图案化的光线投射到光致抗蚀剂上，之后可进行蚀刻以在光掩模衬底上留下与设计布局相同的图案。在一实施例中，光掩模制作次系统144导入检查过程以确保布局图案符合光掩模写入器或光掩模制造商的要求，且布局图案可用来根据需要产生光掩模。制作光掩模过程中的布局图案转印工艺可使用电子束(e-beam)设备来进行。此外，可用其它各种技术制作光掩模。在一实施例中，使用二元技术制作光掩模，其中二元光掩模包含透明衬底(例如，熔融石英)及涂布于光掩模上的不透明材料(例如，铬)。在另一实例中，使用相位移技术(例如，相位移光掩模(psm))制作光掩模。
29.在制作光掩模之后，光掩模检验次系统146用以检验所制作光掩模以确定在所制作光掩模中是否存在任何缺陷，例如全高度及非全高度缺陷。如果检测到任何缺陷，那么考虑放弃所述光掩模或修改光掩模中的设计布局。
30.ic制造商150用于制作各种不同ic产品，并可包含多个制造设施。ic制造商150使用由光掩模厂130制作的光掩模来制作半导体晶片152，其中半导体晶片152包含多个ic装置160。半导体晶片152可以是硅衬底或其它合适衬底，在半导体晶片152上可以有各种层用以形成各种光掩模图案。在一实施例中，ic制造商150包含ic测试次系统154，其经配置以测试晶片152，使得ic装置160符合物理制造规范及机械及/或电性性能规范。在一些实施例中，可利用形成于晶片152上的测试结构来产生作为质量指标的测试数据。在晶片152通过由晶片测试次系统154进行的测试过程之后，晶片152可沿着切割道区进行切割以形成单独的ic装置160。切割工艺可通过切割及单粒化完成，并可借助于机械锯或激光切削来进行。
31.图2是根据一些实施例的图1的ic制造系统100中的光掩模布局制备次系统132示意图。光掩模布局制备次系统132包含规则式opc(rule-based opc,ropc)模块210、边缘分割模块(boundary dissection,bd)220、模型式opc(model-based opc,mopc)模块230，及光
刻工艺检查(lithography process check,lpc)模块240。
32.ropc模块210经配置以检验设计布局122，以便根据预定的光掩模制造规则修改设计布局122。ropc模块210接收由各制造商的制造规范所组成的规则表用以检查设计布局122。如果设计布局122不符合ropc模块210的规则表，那么将据此由ropc模块210修改设计布局122直到经修改设计布局122符合规则。规则表可包含对设计布局122中的图案的几何型态的设计规范，例如图案的最小长度、最小间距、最大数量等。
33.图3a是根据本发明实施例的设计布局300a示意图。参照图2以及图3a，设计布局300a可以是设计布局122的局部，其包含示例性图案302，其中图案302可以是经过ropc模块210检查并修正过的图案，因此符合ropc模块210的规则表中的设计规范。
34.复参照图2，设计布局122经由bd模块220进行边缘分割。参照图2以及图3b，在图案300b中，用于定义图案302的边缘302b被分割为多个边缘片段302s，例如由标号(1)到标号(5)的边缘片段302s。分割完成的设计布局则成为更新的设计布局202。图案302的每一边缘片段302s是作为光刻校正步骤的最小单位，可在光刻改善方法中对每个边缘片段302s个别进行修正，以使更新后的图案302能得到更好的光刻效果。边缘片段302s的长度可随需求调整。边缘片段302s的长度越小，则光刻改善方法所得到的更新图案302可以得到更精确的校正结果，然而也有可能因为导致图案302的边缘片段302s总数增多，而必须使用更多运算资源。
35.在一实施例中，bd模块220在对设计布局300a进行边缘分割时，同时对每个边缘片段302s进行分类。在一实施例中，边缘片段302s的分类是依据其复杂度属于一维或二维图形确定。举例来说，编号(1)、(2)的边缘片段302s因其本身为复杂度较低的直线，也没有接近图案302的转角或图案末端，因此可被分类为一维图形。编号(3)、(4)、(5)的边缘片段302s因其本身接近图案302的转角处或图案末端，因此复杂度较高而被分类为二维图形。上述分类方式仅为示范，本文的bd模块220还可依据其它特征进行边缘片段分类。例如，分类为一维图形中的边缘片段302s还可以进一步视图案302与其它邻近图案的距离而分类为稀疏一维图形及稠密一维图形。再者，分类为二维图形中的边缘片段302s还可以进一步视图案302与其它邻近图案的距离或是图案302在所述边缘片段302s的宽度而分类为稀疏二维图形及稠密二维图形。
36.在另一实施例中，对边缘片段302s进行分类可依照图案302本身或图案302在所述边缘片段302s的关键尺寸(critical dimension,cd)进行分类。由于opc的光学模型与光致抗蚀剂模型对于不同关键尺寸的图案产生不同的校正效果，因此针对设计布局300b的边缘片段302s所对应的关键尺寸进行分类将有助于简化opc的校正工作并提高校正性能。在一实施例中，可将边缘片段302s分类为小尺寸、中尺寸及大尺寸等不同类别。在一实施例中，bd模块220可对边缘片段302s进行多重分类，例如同时针对一维/二维图形特性及关键尺寸进行更细致的分类。
37.在进行边缘片段分割及分类后，本文所提供的光刻改善方法将设计布局300b以mopc模块230进行模型式光学近端校正(mopc)。在一些实施例中，mopc模块230用以套用预定的光学模型及光致抗蚀剂模型，并模拟光刻光源途经光学路径及经过各种光学效应将设计布局图案(例如图3a的图案302)曝光到半导体衬底上的光强度分布值而得到的模拟图案成像。在一实施例中，mopc模块230可收集模拟的图案成像与理想图案之间的成像误差，例
如由与光学有关的衍射、干涉或其它效应，或是与光致抗蚀剂成分有关的效应或工艺效应。
38.在一些实施例中，opc模块230将光刻系统中的光学元件存在的缺陷所造成的的眩光效应或狭缝效应纳入校正考量。在一实施例中，眩光效应通常是指由光学元件造成非理想反射或散射的杂散光入射光掩模的综合效应。在一实施例中，狭缝效应用于模拟弧形曝光狭缝的效应，其中穿过弧形曝光狭缝的入射光，其方位角从弧形曝光狭缝的中心部分到末端部分会产生不均匀分布。而方位角的变异可能会导致穿过狭缝的光的强度、相位、偏光的不均匀性，因而产生成像误差。
39.在一实施例中，mopc模块230可针对所收集到的成像误差数据，应用光刻改善技术进一步加以补偿，即进行光学近端校正。在一实施例中，改善特征或图案(例如散射条、衬线及/或锤头)根据所建立的光学模型或规则加入设计布局122或从设计布局122移除。例如，mopc模块230可执行以下任一方式的校正：对原始图案进行重新定义边界；将次分辨率(sub-resolution)辅助特征附接到原始图案；或将散射条添加到原始设计布局中。
40.在一实施例中，上述对设计布局图案的曝光强度分布模拟与设计布局300b的图案302的校正过程可以是针对图案302整体进行或是对每一个边缘片段302s个别进行。图3c是根据本发明实施例的设计布局300c示意图。设计布局300c包含图案304，其代表图案302经过mopc模块的校正过程后产生的更新图案。图案304的边缘304b以虚线表示，其中边缘304b一部分边缘片段304s与原本的边缘302s重叠，代表经过mopc模块230的校正过程后这些边缘片段并不需要修改位置。在另一方面，边缘304b另一部分边缘片段304s与原本的边缘302s相隔一段距离，代表代表经过mopc模块230的校正过程后这些边缘片段需要平移以得到更好的光刻效果。
41.在一实施例中，上述的设计布局300c的图案304的边缘片段304s需要经过多回合迭代得到，每回合会计算出需平移或不须平移，以及平移的距离。经过多回合校正及收敛的过程，每一个边缘片段304s会收敛到理想的位置。
42.复参照图2，lpc模块240用以模拟ic制造商150所实施的制造流程，而所模拟的范围可覆盖设计布局(例如布局202)的全部或一部分。在本实施例中，lpc模块240模拟设计布局202经过mopc模块230改善后得到的设计布局300c。在一些实施例中，lpc模块240经配置以检验最终设计布局300c以确定是否存在任何有问题区域(也称“热点”)。“热点”一词可用于代表ic装置160中对性能产生负面影响的区域或特征。热点可能是电路设计及/或工艺控制不当所引起，而热点所表现的症状包含特征的挤压/颈缩、桥接(短路)、凹陷、腐蚀、rc延迟、线厚度变动、蚀刻残留及其它可能方面。
43.当最终设计布局300c通过lpc模块的检验后，产生设计布局134，如前所述，可供光掩模制作次系统144进行光掩模的制造。
44.图4是根据本发明实施例的模型式光学近端校正模块(mopc)230示意图。mopc模块包含片段选择模块410、光学模型模块420、光致抗蚀剂模型模块430以及片段校正模块440。在一实施例中，mopc模块230中可进行多回合迭代以对设计布局202中的图案进行校正，其中片段选择模块410、光学模型模块420、光致抗蚀剂模型模块430以及片段校正模块440所组成的校正流程可重复进行修正以使校正结果逐渐收敛。此外，上述mopc模块230的各组成模块可针对不同回合采用不同的运算参数，以节省运算时间并提高校正效果，其细节将于以下段落说明。
45.在一实施例中，片段选择模块410接收设计布局202并进行图案边缘的片段类别选择。如前所述，设计布局202中的图案边缘在经过bd模块220的分割成边缘片段302s后也对其进行分类，例如分类为一维图形及二维图形等不同类别。在一实施例中，片段选择模块410将根据边缘片段302s的分类，在mopc模块132的头几回合校正过程中，仅将设计布局202的图案片段选择一部分(例如一维图形)进行校正，而对其它未选择的部分(例如二维图形)不进行任何处理。在一实施例中，片段选择模块410在mopc模块132的后几回合迭代中，选择设计布局202的图案片段未校正的部分(例如二维图形)进行校正。在另一实施例中，片段选择模块410在mopc模块132的后几回合迭代中，把设计布局202的所有图案片段不论其分类皆进行校正。上述迭代mopc的迭代数目可随需求订定，而不一定是固定的。
46.在一实施例中，设计布局202经过挑选过的边缘片段302s进入光学模型模块420。光学模型模块420提供光学投射路径的模型以模拟在设计布局202上每个位置受到光源照射的曝光强度分布。在一实施例中，将设计布局202设定为未经mopc处理的初始图案。此初始图案以矩阵h表示，其由p列及q行的矩阵元素组成，p及q是正整数，其中第(p,q)个元素表示成h(p,q)。接着，将设计布局202的矩阵元素h(p,q)进行二元化设定。举例来说，与被选中的边缘片段302s相重叠的矩阵元素h(p,q)设定为"1"，而其它未与被选中的边缘片段302s重叠的矩阵元素h(p,q)设定为"0"。
47.在一实施例中，将光学模型模块420所选择的光学模型φ对矩阵h进行交互运算而得到初始图案所接收的光强度。在一实施例中，针对位于矩阵元素h(p,q)上的某一边缘片段，可将矩阵元素h(p,q)附近的局部区域设定为运算区域，而以此运算区域为范围对矩阵元素h(p,q)与光学模型φ进行卷积(convolution)以得到初始图案接收的光强度矩阵i，如下式所表示。
[0048][0049]
其中运算元代表卷积运算，函数φi代表光学模型φ的第i个组成函数，权重值λi代表组成函数φi所占权重值。
[0050]
在一实施例中，mopc模块还包含光学数据库402，其包含不同光学模型φ的种类及相关参数。光学模型φ可依需求从光学数据库402选择不同种类以求得光强度矩阵i，其中不同的光学模型φ其参数的物理意义及模型复杂度都不同。例如，参照图5a，光学模型φ可以是垂直入射(normal incidence,ni)模型，其假设射入目标物502(例如光致抗蚀剂)的光线504皆为垂直入射到目标物502的表面。在另外的实施例中，参照图5b，光学模型φ可以是偏轴照明(off-axis illuminance,oai)模型，其假设射入目标物502(光致抗蚀剂或光掩模)的光线506与目标物502的表面之间可包含垂直及斜射等不同角度。一般来说，垂直入射模型的运算需求较低，可以用于图形复杂度较低的光刻改善工程；另一方面，偏轴照明模型可用以模拟较复杂(例如二维图形)的光刻改善工程，然而也必须承受较高的运算需求。
[0051]
在一实施例中，光学数据库402还包括光致抗蚀剂的表面地形三维分布信息，可模拟光致抗蚀剂材料在接受光刻工艺的曝光时，因光致抗蚀剂表面非理想平面所造成的曝光强度变化。
[0052]
在一实施例中，初始图案在接受光学模型模块420的处理后进入光致抗蚀剂模型模块430，用以模拟光致抗蚀剂材料与光进行光化学反应、接受光刻后烘烤以及显影的过程以预测所产生的光致抗蚀剂图案。在一实施例中，mopc模块包含光致抗蚀剂数据库404，其
包含与光致抗蚀剂或其它光刻工艺材料的校正项目、其模型及相关参数。举例来说，光致抗蚀剂数据库404的光致抗蚀剂校正项目可包括光致抗蚀剂材料、蚀刻化学品种类、酸浓度分布值、碱浓度分布值、光酸扩散、二元光掩模(binary mask)相关衍生值(例如密度差异)、曲率切线向量、曲率正向向量等。
[0053]
在一实施例中，将光致抗蚀剂模型模块430所选择的光致抗蚀剂模型θ对光学模型模块420的光强度矩阵i进行运算而得到光致抗蚀剂图案的光强度矩阵j。在一实施例中，针对位于矩阵元素h(p,q)上的边缘片段，以上述的运算区域为范围，可对光强度矩阵i与光致抗蚀剂模型θ进行卷积以得到光强度矩阵j，如下式所表示。
[0054][0055]
其中θi代表光致抗蚀剂模型θ第i个光致抗蚀剂校正项目的函数，权重值γi代表函數θi所占有的权重，n代表光致抗蚀剂模型θ的组成函数总数。
[0056]
在一实施例中，为了模拟显影或蚀刻工艺，对光强度矩阵j来说，如果元素光强度大于显影阈值t，那么代表所述元素所代表的位置会在显影过程后留下图案。反之，如果元素光强度小于显影阈值t，那么代表所述元素所代表的位置会在显影过程后被移除。以此运算即可以得到预测的光致抗蚀剂图案轮廓，以矩阵k表示，其元素数值以二元值表示，可由以下运算式得到。
[0057][0058]
在一实施例中，校正模块440比较光致抗蚀剂图案轮廓k与图1的设计布局122的图案轮廓，而确定如何校正设计布局122或202的图案的边缘片段302s，因而得到图3c的更新设计布局300c。在另一实施例中，校正模块440根据光致抗蚀剂图案的光强度矩阵j与显影阈值t的差距，经比对图1的设计布局122的图案轮廓，而确定如何校正设计布局202的图案的边缘片段302s，因而确定如何校正设计布局202的图案的边缘片段302s，以得到图3c的更新设计布局300c。
[0059]
在一实施例中，校正模块440在移动设计布局300c的一个或多个边缘片段302s之前，需先计算上回合的移动是否已移动达到最佳位置。换句话说，片段选择模块410、光学模型模块420、光致抗蚀剂模型模块430以及校正模块440需经多回合的迭代运算才能使最终的光致抗蚀剂图案轮廓k达到收敛，即光致抗蚀剂图案轮廓k与设计布局122的图案轮廓误差值低于设计规范)。而在每回合的计算过程中，校正模块440可认为某些边缘片段302s尚未收敛而对其进行移动，然而其它边缘片段302s如果已收敛就不再进行移动。
[0060]
在一实施例中，在每一回合的计算过程中，每一个边缘片段302s不论是否需要再移动，都仍需再经过光学模型模块420及光致抗蚀剂模型模块430的运算。由于光学模型模块420与光致抗蚀剂模型模块430为了计算预测的光致抗蚀剂图案轮廓k所占用的运算资源占去mopc整体的比例相当高，因此为了改善现有技术运算量过大的缺点，可以选择在迭代的不同回合采用不同光学模型φ或光致抗蚀剂模型θ。再者，经由适当安排不同回合中光学模型φ或光致抗蚀剂模型θ的复杂度，即复杂度由低到高的方向，可以具有节省运算量的优点，还能维持光致抗蚀剂图案轮廓k的校正效果于不坠。
[0061]
在一实施例中，不同复杂度的光致抗蚀剂模型θ所采用的光致抗蚀剂校正项目总
数n并不同。值得注意的是，在光致抗蚀剂模型θ中的每个光致抗蚀剂校正项目函数θi所对应的权重值γi，可能随着其它光致抗蚀剂校正项目函数θi而变动。因此当确定不同光致抗蚀剂校正项目组成不同复杂度的光致抗蚀剂模型θ时，其最佳的权重值γi也须重新训练才能得到。图6是根据一些实施例的光致抗蚀剂模型训练方法的流程图。在图6所显示的步骤之前、中间及之后可以提供额外步骤，并且方法600所描述的某些步骤在一些实施例中可以移除或被其它步骤替换。在一些实施例中，方法600中的步骤顺序可以调换。
[0062]
在步骤602时，接收光致抗蚀剂模型θ的第一光致抗蚀剂校正项目函数θi及对应的第一权重值γi。在一实施例中，光致抗蚀剂模型θ是未简化的光致抗蚀剂模型，而第一光致抗蚀剂校正项目函数θi的总数为a。在步骤604时，确定子集合函数数目b作为光致抗蚀剂模型θ的第二光致抗蚀剂校正项目函数总数，其中b《a。
[0063]
在步骤606时，根据第一权重值γi大小选择b个第一光致抗蚀剂校正项目函数θi作为光致抗蚀剂模型θ的第二光致抗蚀剂校正项目函数其中第二光致抗蚀剂校正项目函数具有相对应的第一权重值γi。在一实施例中，第二光致抗蚀剂校正项目函数是第一光致抗蚀剂校正项目函数θi的子集合。在一实施例中，选择b个最大权重值γi的第一光致抗蚀剂校正项目函数θi作为第二光致抗蚀剂校正项目函数在一实施例中，根据光掩模工艺特性选择b个第一光致抗蚀剂校正项目函数θi作为第二光致抗蚀剂校正项目函数
[0064]
在步骤608时，确定是否重新训练第二光致抗蚀剂校正项目函数的第一权重值γi。如果经确定不用重新训练，那么方法600进行到步骤610，根据光致抗蚀剂模型θ的第二光致抗蚀剂项目函数及第一权重值γi进行图4的mopc(例如进行光致抗蚀剂模型模块430的运算)。
[0065]
如果经确定需重新训练第一权重值γi，那么方法600进行到步骤612，利用已知光掩模图案训练光致抗蚀剂模型θ的第二光致抗蚀剂校正项目函数而得到对应的第二权重值其取代原有的第一权重值γi。在一实施例中，利用已知光掩模图案以回归方式得到第二权重值在一实施例中，第二权重值与第一权重值γi不相同。在一实施例中，利用已知半导体装置的电路图案训练第二光致抗蚀剂项目函数而得到第二权重值在步骤614时，根据光致抗蚀剂模型θ的第二光致抗蚀剂项目函数及第二权重值进行图4的mopc(例如进行光致抗蚀剂模型模块430的运算)。
[0066]
上述的光致抗蚀剂模型θ，由于函数数目a》b，因此其套用第一光致抗蚀剂校正项目函数θi的模型复杂度大于套用第二光致抗蚀剂校正项目函数的模型复杂度，然而皆可用于本文所提供的光致抗蚀剂模型模块430中。在一实施例中，虽然都是使用第二光致抗蚀剂校正项目函数进行光致抗蚀剂模型模块430的运算，因此可节省运算资源，然而如果使用第二权重值由于其经过重新训练的优化，因此其性能会优于使用第一权重值γi的第二光致抗蚀剂校正项目函数
[0067]
如前所述，本文所提出的mopc方法以迭代方式进行渐进式的设计布局图案校正，而迭代的每个回合可选择不同复杂度的边缘片段集合、光学模型φ或光致抗蚀剂模型θ。
图7是根据一些实施例的mopc方法迭代复杂度示意图700。在示意图700中出现16个柱状图分别代表mopc的16个迭代回合(n＝16)，并在第16回合(n＝16)时结束。每个柱状图皆由三个短柱所组成，其分别代表所述迭代回合中所采用的边缘片段集合、光学模型φ及光致抗蚀剂模型θ，不同的短柱图样代表不同的复杂度。在一实施例中，本文所提出的mopc方法至少在最后一回合(n＝16)采用了一次未简化的边缘片段集合，以及未简化的光学模型及光致抗蚀剂模型。在一实施例中，片段选择模块410、光学模型模块420及或光致抗蚀剂模型模块430各自所采用的集合或模型，初期回合(即n较小)与晚期回合(即n较大)相比具有相同或较低的复杂度。
[0068]
举例来说，片段选择模块410在迭代回合n＝1～5时采用第一边缘片段集合，在迭代回合n＝6～10时采用第二边缘片段集合，在迭代回合n＝11～16时采用第三边缘片段集合，其中第一边缘片段集合可以是小尺寸一维图形，第二边缘片段集合可以是所有尺寸的一维图形，而第三边缘片段集合可以是所有尺寸的图形(包含一维图形及二维图形)。
[0069]
在另一实施例中，光学模型模块420在迭代回合n＝1～8时采用第一光学模型，而在迭代回合n＝8～16时采用第二光学模型，其中第一光学模型可以是垂直入射模型，而第二光学模型可以是偏轴照明模型。在一实施例中，第二光学模型的复杂度大于第一光学模型的复杂度。
[0070]
在又一实施例中，光致抗蚀剂模型模块430在迭代回合n＝1～4时采用n1种光致抗蚀剂校正项目函数，在迭代回合n＝5～8时采用n2种光致抗蚀剂校正项目函数，在迭代回合n＝9～12时采用n3种光致抗蚀剂校正项目函数，并在迭代回合n＝13～16时采用n4种光致抗蚀剂校正项目函数，其中n1≤n2≤n3≤n4。在一实施例中，n4代表光致抗蚀剂模型的所有光致抗蚀剂校正项目函数的总数。
[0071]
图8是根据一些实施例的光学近端校正方法800的流程图。本文所提供的方法800，在图8所显示的步骤之前、中间及之后可以提供额外步骤，并且方法800所描述的某些步骤在一些实施例中可以移除或被其它步骤替换。在一些实施例中，方法800中的步骤顺序可以调换。
[0072]
在步骤802中，接收设计布局。在步骤804中，对所述设计布局进行ropc。在步骤806中，确定第一光学模型及光致抗蚀剂模型的光致抗蚀剂校正项目的第一子集合。在一实施例中，第一子集合为方法600中的光致抗蚀剂模型θ的第二光致抗蚀剂校正项目函数在步骤808中，确定第一迭代数目。在步骤810中，根据所述第一光学模型及光致抗蚀剂模型θ的所述第一子集合进行所述第一迭代数目的mopc，并更新所述设计布局得到第一更新设计布局。
[0073]
在步骤812中，确定第二光学模型及所述光致抗蚀剂模型的所述光致抗蚀剂校正项目的第二子集合。在一实施例中，第二子集合为方法600中的光致抗蚀剂模型θ的第一光致抗蚀剂校正项目函数θi。在步骤814中，确定第二迭代数目。在步骤816中，根据所述第二光学模型及光致抗蚀剂模型θ的所述第二子集合进行所述第二迭代数目的mopc，并更新所述第一设计布局得到第二更新设计布局。在步骤818中，根据所述第二更新布局制造光掩模。在步骤820中，根据所述光掩模制造半导体装置。
[0074]
图9是根据一些实施例的光学近端校正方法900的流程图。本文所提供的方法900，在图9所显示的步骤之前、中间及之后可以提供额外步骤，并且方法900所描述的某些步骤
在一些实施例中可以移除或被其它步骤替换。在一些实施例中，方法900中的步骤顺序可以调换。
[0075]
在步骤902中，接收设计布局。在步骤904中，对所述设计布局进行ropc。在步骤906中，确定光致抗蚀剂模型的光致抗蚀剂校正项目的初始子集合作为新子集合。在步骤908中，根据所述新子集合确定光致抗蚀剂模型。在一实施例中，根据所述初始子集合接收或确定在所述光致抗蚀剂模型中光致抗蚀剂校正项目的初始子集合相对应的权重值。
[0076]
在步骤910中，确定光学模型。在步骤912中，根据所述光学模型以及所述光致抗蚀剂模型进行模型式opc并更新所述设计布局。在步骤914中，确定所述更新设计布局是否符合设计规范。在一实施例中，以所述更新设计布局误差是否小于默认值确定所述更新设计布局是否符合设计规范。
[0077]
如果是所述更新设计布局经确定误差符合设计规范，那么在步骤916中根据所述更新布局制造光掩模。如果是所述更新设计布局经确定误差并未符合设计规范，那么在步骤918中，通过维持原本光致抗蚀剂校正项目或纳入更多光致抗蚀剂校正项目而形成新子集合，并且方法900回到步骤908继续进行，直到更新的设计布局经确定其误差已符合设计规范，或是方法900已达到默认迭代数目，方法900即停止。
[0078]
图10是根据一些实施例的实施光学近端校正方法的系统1000示意图。系统1000包含处理器1001、网络接口1003、输入/输出(i/o)装置1005、存储装置1007、存储器1009及总线1008。总线1008将网络接口1003、i/o装置1005、存储装置1007、存储器1009及处理器1001彼此连接。
[0079]
处理器1001经配置以执行程序指令，所述程序指令包含工具指令，经配置以执行如本文图式所描述及绘示的方法。因此，所述工具经配置以执行步骤，例如提供设计规范、产生设计布局数据、执行opc步骤、执行lpc步骤、提取布局相依参数、执行模型训练及对设计布局图案进行校正。
[0080]
网络接口1003经配置以存取程序指令及数据，其中所述数据可通过网络(未绘示)远程存储并由程序指令存取。
[0081]
i/o装置1005包含经配置以使用户能与系统1000交互的输入装置及输出装置。在一些实施例中，输入装置包括例如键盘、鼠标及其它装置。此外，输出装置包括例如显示器、打印机及其它装置。
[0082]
存储装置1007经配置以存储程序指令以及由程序指令存取的数据。在一些实施例中，存储装置1007包括非暂时性计算机可读存储媒体，例如磁盘及光盘。
[0083]
存储器1009经配置以存储由处理器1001执行的程序指令及由程序指令存取的数据。在一些实施例中，存储器1009包括随机存取存储器(ram)、其它易失性存储装置、只读存储器(rom)及其它非易失性存储装置的任何组合。
[0084]
本文的实施例公开一种改善布局的方法，其包括：接收设计布局；确定第一光学模型及光致抗蚀剂模型的光致抗蚀剂校正项目的第一子集合；根据所述第一光学模型及所述光致抗蚀剂模型的所述第一子集合进行模型式光学近端校正(mopc)并更新所述设计布局得到第一更新设计布局；确定第二光学模型及所述光致抗蚀剂模型的所述光致抗蚀剂校正项目的第二子集合；根据所述第二光学模型及所述光致抗蚀剂模型的所述第二子集合进行mopc并更新所述第一设计布局得到第二更新设计布局；及根据所述第二更新布局制造光掩
模。
[0085]
本文的实施例公开一种改善布局的方法，其包括：接收设计布局；确定光致抗蚀剂校正项目的初始子集合作为新子集合；根据所述新子集合确定光致抗蚀剂模型；确定光学模型；根据光学模型以及所述光致抗蚀剂模型进行模型式光学近端校正(mopc)并将所述设计布局更新为第二更新布局；判断所述第二设计布局是否符合设计规范；及因应于所述第二设计布局不符合设计规范，进行以下步骤：经由维持原本光致抗蚀剂校正项目或纳入更多光致抗蚀剂校正项目而更新所述新子集合；及根据所述更新子集合对所述第二设计布局进行mopc并更新所述第二设计布局得到第三设计布局。
[0086]
本文的实施例公开一种设计布局系统，其包括一或多个处理器及存有指令的一或多个程序，所述指令在由所述一或多个处理器执行时使所述系统执行以下步骤：接收设计布局；确定第一光学模型及光致抗蚀剂模型的光致抗蚀剂校正项目的第一子集合；根据所述第一光学模型及所述光致抗蚀剂模型的所述第一子集合进行模型式光学近端校正(mopc)并更新所述设计布局得到第一更新设计布局；确定第二光学模型及所述光致抗蚀剂模型的所述光致抗蚀剂校正项目的第二子集合；根据所述第二光学模型及所述光致抗蚀剂模型的所述第二子集合进行mopc并更新所述第一设计布局得到第二更新设计布局；及根据所述第二更新布局制造光掩模。
[0087]
前面描述了数种实施例的特征，因此所属领域的技术人员可更理解本发明实施例的方面。所属领域的技术人员应明白，其可以直接使用本发明实施例作为设计或修改其它工艺或结构的基础，以实现本说明书所导入实施例的相同目的及/或实现相同优势。所属领域的技术人员也应理解到，这些等效架构并未悖离本发明实施例的精神及范围，且其可进行本说明书的各种变化、替换及替代例，而不悖离本发明实施例的精神及范围。
[0088]
符号说明
[0089]
100 集成电路(ic)制造系统
[0090]
120 设计公司
[0091]
122 设计布局
[0092]
130 光掩模厂
[0093]
132 光掩模布局制备次系统
[0094]
134 设计布局
[0095]
144 光掩模制作次系统
[0096]
146 光掩模检验次系统
[0097]
150 集成电路制造商
[0098]
152 半导体晶片
[0099]
154 集成电路测试次系统
[0100]
160 集成电路(ic)装置
[0101]
202 设计布局
[0102]
210 规则式光学近端校正模块
[0103]
220 边缘分割模块
[0104]
230 模型式光学近端校正模块
[0105]
240 光刻工艺检查模块
[0106]
402 光学数据库
[0107]
404 光致抗蚀剂数据库
[0108]
410 片段选择模块
[0109]
420 光学模型模块
[0110]
430 光致抗蚀剂模型模块
[0111]
440 片段校正模块
[0112]
502 目标物
[0113]
504 光线
[0114]
600 方法
[0115]
602 步骤
[0116]
604 步骤
[0117]
606 步骤
[0118]
608 步骤
[0119]
610 步骤
[0120]
612 步骤
[0121]
614 步骤
[0122]
700 迭代复杂度示意图
[0123]
800 方法
[0124]
802
ꢀꢀ
步骤
[0125]
804
ꢀꢀ
步骤
[0126]
806
ꢀꢀ
步骤
[0127]
808
ꢀꢀ
步骤
[0128]
810
ꢀꢀ
步骤
[0129]
812
ꢀꢀ
步骤
[0130]
814
ꢀꢀ
步骤
[0131]
816
ꢀꢀ
步骤
[0132]
818
ꢀꢀ
步骤
[0133]
820
ꢀꢀ
步骤
[0134]
900
ꢀꢀ
方法
[0135]
902
ꢀꢀ
步骤
[0136]
904
ꢀꢀ
步骤
[0137]
906
ꢀꢀ
步骤
[0138]
908
ꢀꢀ
步骤
[0139]
910
ꢀꢀ
步骤
[0140]
912
ꢀꢀ
步骤
[0141]
914
ꢀꢀ
步骤
[0142]
916
ꢀꢀ
步骤
[0143]
918
ꢀꢀ
步骤
[0144]
1001 处理器
[0145]
1003 网络接口
[0146]
1005 输入/输出(i/o)装置
[0147]
1007 存储装置
[0148]
1008 总线
[0149]
1009 存储器
[0150]nꢀꢀ
迭代回合。